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Lexikon der Biologie: Ernährungsphysiologie

Ernährungsphysiologie w, der Zweig der Physiologie, der sich mit der Aufnahme und Verwertung der Nährstoffe bei Pflanzen (Pflanzenphysiologie), Tieren (Tierphysiologie) und Mensch befaßt. Die Ernährungsphysiologie des Menschen beschäftigt sich mit der Nahrungsaufnahme, dem Energiebedarf, der Verdauung, Resorption und dem Stoffwechsel von Nahrungsbestandteilen (Stoffwechselphysiologie), ferner mit den allgemeinen Prinzipien der biologischen Regulation (Regelung) wie Zellstoffwechsel, Membranfunktion (Membran), hormoneller Regulation (Hormone) und Enzymaktivität (Enzyme) sowie mit spezifischen Stoffwechselsituationen, z.B. Hunger, Durst oder Streß. Darüber hinaus liefert sie die Grundlagen für das Verständnis der Pathophysiologie von Stoffwechselkrankheiten und ernährungsabhängigen Krankheiten. Die chemische Zusammensetzung des Körpers ist festgelegt und unterscheidet sich bei gleichem Alter, Geschlecht und Ernährungsstatus unter normalen Bedingungen nur unwesentlich. 80% des Körperproteins (Proteine) sind lebensnotwendig, dagegen nur 10% des Körperfetts (Fette). Die Nahrungsaufnahme ist für die Aufrechterhaltung bzw. die Wiederherstellung physiologischer Funktionen des Organismus unerläßlich. Der Nährstoffbedarf ist diejenige Menge eines Nährstoffs (Nahrungsstoffe), die objektiv für die Aufrechterhaltung aller Körperfunktionen und somit für eine optimale Gesundheit und Leistungsfähigkeit benötigt wird (Energieumsatz). Er ist in erster Linie eine individuelle Größe, die abhängig ist von Alter, Geschlecht, Körperkonstitution, physiologischem Status und der genetischen Ausstattung. Da in quantitativer Hinsicht der Bedarf des Körpers an einem Nährstoff vom physiologischen Bedarf einzelner Zellen und Gewebe an diesem Nährstoff abhängt, ändert sich der Bedarf des Individuums unter verschiedenen Lebensbedingungen, z.B. während Wachstum, Schwangerschaft, Stillzeit oder schwerer körperlicher Arbeit (Grundumsatz, Leistungszuwachs). Die Empfehlungen für die Energie- (Energie) und Nährstoffzufuhr ( ä vgl. Tab. ) orientieren sich am durchschnittlichen Bedarf einer definierten Bevölkerungsgruppe und berücksichtigen neben dem Grundbedarf (niedrigste Zufuhrmenge eines Nährstoffs, die erforderlich ist, um Mangelerscheinungen [Mangelkrankheit, Nahrungsmangel] zu verhüten) und dem Mehrbedarf (entsteht durch physiologische Einflüsse wie Geschlecht, Wachstum, Schwangerschaft, Stillen und Alter und wird ferner beeinflußt durch äußere Faktoren wie körperliche Aktivität, Klima, Erkrankungen, Medikamenteneinnahme, Streß oder Interaktionen von Nährstoffen untereinander) auch einen Sicherheitszuschlag von 20–30%. Die Empfehlungen geben die täglichen Zufuhrmengen an, die gesunde Personen erfahrungsgemäß vor Ernährungsrisiken bewahren. Zur Deckung des Energiebedarfs dienen die Hauptenergiequellen Kohlenhydrate, Fette und Proteine. Der Energiegehalt der Nahrung wird in kcal (Kilokalorien) oder kJ (Kilojoule) angegeben (1 kJ = 0,239 kcal, 1 kcal = 4,184 kJ). Für die Energieträger gelten annäherungsweise folgende Brennwerte: Kohlenhydrate 17 kJ bzw. 4 kcal/g, Protein 17 kJ bzw. 4 kcal/g, Fett 38 kJ bzw. 9 kcal/g, Alkohol (Ethanol) 30 kJ bzw. 7 kcal/g (Energieumsatz). Empfohlen wird eine Energiezufuhr von 10–15% im Form von Protein, 55–60% als möglichst komplexe Kohlenhydrate, 30% als Fett, davon jeweils 5–10% als gesättigte und mehrfach ungesättigte Fettsäuren, 10–15% als einfach ungesättigte Fettsäuren. Bei geringer körperlicher Arbeit ist auch der Energiebedarf gering, so daß die Nährstoffdichte einen besonderen Stellenwert einnimmt. Sie ist definiert als Quotient aus Nährstoffgehalt und Brennwert eines Lebensmittels (Nahrungsmittel) und wird angegeben in μg/kcal oder mg/kcal; sie ist wichtig für eine energiebegrenzte, aber nährstoffreiche Ernährung. Je höher die Nährstoffdichte, desto günstiger ist das Verhältnis zwischen dem Gehalt eines Lebensmittels an einem Nährstoff und seinem Energiegehalt. Eine gesunde Kost ist möglichst abwechslungsreich, enthält viel Obst, Gemüse, Vollkornprodukte (Ballaststoffe) und Kartoffeln (Kartoffelpflanze), ferner ist sie im Energiegehalt dem Energiebedarf angepaßt (eukalorisch) und im Hinblick auf essentielle Nährstoffe (essentielle Nahrungsbestandteile) bedarfsdeckend, um Mangelzustände zu vermeiden. Erhaltungsstoffwechsel, Ernährung, Fettstoffwechsel, Kohlenhydratstoffwechsel, Proteinstoffwechsel. – Lit.: Ernährung.

M.J.

Ernährungsphysiologie

Empfehlenswerte Höhe der Energie- und Nährstoffzufuhr pro Tag
(nach: „Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr“ der Deutschen Gesellschaft für Ernährung. Frankfurt a.M. 2000)


1) Richtwerte für Personen mit Körpergröße und Gewicht im Normbereich und leichter körperlicher Aktivität
2) Empfehlungen
3) Schätzungen
4) 1 mg Retinol-Äquivalent = 3000 IE Vitamin A = 6 mg all-trans-β-Carotin = 12 mg andere Provitamin-A-Carotinoide = 1,15 mg all-trans-Retinylacetat = 1,83 mg all-trans-Retinylpalmitat
5) 1 mg RRR-α-Tocopherol-Äquivalent = 1,1 mg RRR-α-Tocopherolacetat = 2 mg RRR-β-Tocopherol = 4 mg RRR-γ-Tocopherol = 100 mg RRR-δ-Tocopherol = 3,3 mg RRR-α-Tocotrienol = 1,49 mg all-rac-α-Tocopherylacetat
6) 1 mg Niacin-Äquivalent = 60 mg Tryptophan
7) Berechnet auf Gesamtfolat (Summe folatwirksamer Verbindungen in der üblichen Nahrung)
8) ab 4. Monat der Schwangerschaft
9) 1. Monat: 2,7; 2. Monat: 2,0; 3. Monat: 1,5
10) 4.-5. Monat: 1,3; 6.-12. Monat: 1,1

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